CN103010072A - 一种移动式液冷车及其供冷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移动式液冷车及其供冷方法，本发明采集发热设备设定温度、回液温度以及室外环境温度之间比较控制常规换热器和板式换热器的切换使用，满足不同工况下的供冷使用要求，配合一组以上的板式换热器备份使用，其整体结构紧凑，节能降耗，工作稳定，具有备份容错功能，可满足多种发热工况使用要求。

Description

一种移动式液冷车及其供冷方法
技术领域
本发明涉及一种液冷装置，具体说是一种移动式液冷车及其供冷方法。
背景技术
 传统发热设备都需配备冷设备冷却，一般液冷装置都是固定式的，设备使用场合固定，增加了使用成本。现有市场上采用可移动的液冷设备对发热设备提供冷却源，如专利号为200910014386.0公开的一种飞机地面液冷车，能独立运输转场工作，但该冷却车没有分组设计，不能满足多种装置不同发热工况下的冷却功能，当被冷却设备热负载发生变化时不能实现节能运行，耗能较高，影响整体使用寿命；且当发生故障时没有备份，不能持续工作，容易使被冷却设备停机，可靠性差，从而使总体性能指标下降，影响工作稳定性和经济指标。
发明内容
为了解决现有技术中液冷车不能满足不同发热工况下冷却要求，能耗高，使用寿命短，工作稳定性、容错性差等不足，本发明提供了一种移动式液冷车及其供冷方法，具有节能降耗、工作稳定、备份容错功能，可满足多种发热工况使用要求。
本发明采用的技术方案是：一种移动式液冷车，其特征在于：液冷车包括载车、运输底盘、方舱、顶盖、隔板、舱门、管路支架、电控箱、进液管、出液管、三通切换阀、常规换热器、热水箱、冷水箱、加热器、供液泵、内循环泵、板式换热器、压缩机、冷凝器和风机，载车牵引连接运输底盘，方舱设置于运输底盘上，方舱内经隔板分隔成方舱前部和后部，方舱前部内左、右对称设有两只内循环泵，两只板式换热器、两只冷凝器和四只压缩机，常规换热器呈环绕方舱前部侧壁与方舱外连通结构，两只冷凝器呈环绕方舱前部侧壁与方舱外连通结构，方舱前部顶端设有可移动打开的顶盖和两只以上风机，风机设置于顶盖内；方舱后部后侧设有舱门，方舱后部设有靠近舱门的管路支架，连通外部发热设备的进液管和出液管设置于管路支架上，方舱后部内设有热水箱、冷水箱、两只供液泵和电控箱，热水箱内设有加热器；进液管连接三通切换阀一端，三通切换阀另一端连通热水箱，三通切换阀第三端经常规换热器连通热水箱，热水箱与冷水箱溢流连通，冷水箱分别经两只内循环泵连通至两只板式换热器的冷却液进口，两只板式换热器的冷却液出口连通冷水箱，板式换热器的制冷出口依次经压缩机、冷凝器连通各自的制冷进口，冷水箱经两只并联连接的供液泵连接出液管；电控箱连接三通切换阀、加热器、内循环泵、压缩机、风机和供液泵。
该液冷车的供冷方法为：
(1)电控箱开机，方舱顶盖打开；
(2)检测热水箱内液体温度，如液体温度≤5℃时，电加热工作至液体温度升至>15℃，电加热停止工作；如液体温度>15℃时，检测液冷车环境温度；
(3)如步骤(2)检测液冷车环境温度≤15℃时，压缩机、风机不运行，三通切换阀切换连通进液管和热水箱，回液由发热设备经进液管送至热水箱，在热水箱内溢流至冷水箱，由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，发热设备再次送出回液完成回液循环，检测发热设备送出的回液温度；
(4)如步骤(3)检测回液温度<发热设备设定制冷温度，压缩机、风机不运行，持续步骤(3)回液循环，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度;
(5)如步骤(3)检测回液温度>发热设备设定制冷温度或步骤(4)回液温度升温>发热设备设定制冷温度，压缩机不运行，风机运行，提高常规换热器与外部环境换热效率冷却回液，回液依次经热水箱、冷水箱、供液泵由出液管送至发热设备，检测液冷车环境温度；
(6)如步骤(5)检测液冷车环境温度≤15℃,持续步骤(5)的操作;如步骤(5)检测液冷车环境温度>15℃或步骤(2)检测液冷车环境温度>15℃，检测回液温度；
(7)如步骤(6)检测回液温度<发热设备设定制冷温度,检测室外温度：
如室外温度<回液温度<发热设备设定制冷温度-2℃，或回液温度<室外温度<发热设备设定制冷温度-2℃，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度-2℃<室外温度<发热设备设定制冷温度, 在回液温度升温至室外温度时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度<室外温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
在步骤(6)或步骤(7)上述步骤中检测回液温度>发热设备设定制冷温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
(8)如步骤(7)检测环境温度持续半小时≤15℃，转入步骤(3)的操作；如步骤(7)检测环境温度不能持续半小时≤15℃，持续步骤(7)的操作。
进一步地，风机和压缩机的开启数量随回液温度与发热设备设定制冷温度差值选择。
再进一步地，所述供液泵的开启数量根据所需供冷流量选择。
采用上述技术方案，本发明达到的有益效果是：
1、参照环境温度的高低，比较发热设备发热温度和回液温度控制供冷方案：在发热设备发热温度低于环境温度时，三通切换阀直接连通进液管和热水箱，回液直接送至热水箱，由热水箱溢流至冷水箱，内循环泵将回液通过出液管供给发热设备；发热设备发热温度高于环境温度时，三通切换阀切换使进液管经常规换热器连通热水箱，回液经常规换热器换热冷却后送至热水箱，由热水箱溢流至冷水箱，再由供液泵通过出液管供给发热设备；依据换热量要求，在发热温度远远高于环境温度时，可增开内循环泵将冷水箱内回液抽至板式换热器，由压缩机、冷凝器配合板式换热器对回液进一步换热冷却，换热冷却后的回液返回至冷水箱，依靠压缩制冷满足对外供冷需求；一只以上的板式换热器还可单独或组合使用，一只以上的供液泵还可单独或组合使用，提高运行稳定性和容错性，有利于节能降耗、提高使用寿命，可满足不同发热工况下使用，且在任意一个部件发生故障时，其余部件仍可正常使用，具有备份功能，提高运行可靠性；
2、冷凝器和常规换热器设置于方舱前部侧壁与外部连通，配合方舱顶部风机送风，能有效确保换热效率，同时对方舱前部内的设备进行冷却，进一步提高整体运行稳定性，延长使用寿命；
3、热水箱中设有加热器，在环境温度低于整体部件运行最低温度时，对回液进行加热，确保整体部件安全、可靠运行，进一步提高使用寿命；同时加热回液可满足移动供热，提高适用范围。
本发明采集发热设备设定温度、回液温度以及室外环境温度之间比较控制常规换热器和板式换热器的切换使用，满足不同工况下的供冷使用要求，配合一组以上的板式换热器备份使用，其整体结构紧凑，节能降耗，工作稳定，具有备份容错功能，可满足多种发热工况使用要求。
附图说明
图1为本发明使用液冷车结构示意图；
图2为图1俯视图。
图中：载车1，运输底盘2，方舱3，顶盖4，隔板5，舱门6，管路支架7，电控箱8，进液管9，出液管10，三通切换阀11，常规换热器12，热水箱13，冷水箱14，加热器15，供液泵16，内循环泵17，板式换热器18，压缩机19，冷凝器20，风机21。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1、2所示，一种移动液冷车包括载车1、运输底盘2、方舱3、顶盖4、隔板5、舱门6、管路支架7、电控箱8、进液管9、出液管10、三通切换阀11、常规换热器12、热水箱13、冷水箱14、加热器15、供液泵16、内循环泵17、板式换热器18、压缩机19、冷凝器20和风机21。载车1牵引连接运输底盘2，方舱3设置于运输底盘2上，方舱2内经隔板分隔成方舱前部和后部，方舱前部内左、右对称设有两只内循环泵17，两只板式换热器18、两只冷凝器20和两只压缩机19，常规换热器12呈环绕方舱2前部侧壁与方舱外连通结构，两只冷凝器20呈环绕方舱2前部侧壁与方舱外连通结构，方舱前部顶端设有可移动打开的顶盖4和两只以上风机21，风机21设置于顶盖4内；方舱后部后侧设有舱门6，方舱后部设有靠近舱门的管路支架7，进液管9和出液管10设置于管路支架7上，方舱后部内设有热水箱13、冷水箱14、两只供液泵16和电控箱8，热水箱13内设有加热器15；进液管9连接三通切换阀11一端，三通切换阀11另一端连通热水箱13，三通切换阀11第三端经常规换热器12连通热水箱13，热水箱13与冷水箱14溢流连通，冷水箱14分别经两只内循环泵17连通至两只板式换热器18的冷却液进口，两只板式换热器18的冷却液出口连通冷水箱14，板式换热器18的制冷出口依次经压缩机19、冷凝器20连通各自的制冷进口，冷水箱14经两只并联连接的供液泵连接出液管10；电控箱8连接三通切换阀11、加热器15、内循环泵17、压缩机19、风机21和供液泵16。该液冷车的供冷方法为：
(1)电控箱开机，方舱顶盖打开；
(2)检测热水箱内液体温度，如液体温度≤5℃时，电加热工作至液体温度升至>15℃，电加热停止工作；如液体温度>15℃时，检测液冷车环境温度；
(3)如步骤(2)检测液冷车环境温度≤15℃时，压缩机、风机不运行，三通切换阀切换连通进液管和热水箱，回液由发热设备经进液管送至热水箱，在热水箱内溢流至冷水箱，由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，发热设备再次送出回液完成回液循环，检测发热设备送出的回液温度；
(4)如步骤(3)检测回液温度<发热设备设定制冷温度，压缩机、风机不运行，持续步骤(3)回液循环，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度;
(5)如步骤(3)检测回液温度>发热设备设定制冷温度或步骤(4)回液温度升温>发热设备设定制冷温度，压缩机不运行，风机运行，提高常规换热器与外部环境换热效率冷却回液，回液依次经热水箱、冷水箱、供液泵由出液管送至发热设备，检测液冷车环境温度；
(6)如步骤(5)检测液冷车环境温度≤15℃,持续步骤(5)的操作;如步骤(5)检测液冷车环境温度>15℃或步骤(2)检测液冷车环境温度>15℃，检测回液温度；
(7)如步骤(6)检测回液温度<发热设备设定制冷温度,检测室外温度：
如室外温度<回液温度<发热设备设定制冷温度-2℃，或回液温度<室外温度<发热设备设定制冷温度-2℃，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度-2℃<室外温度<发热设备设定制冷温度, 在回液温度升温至室外温度时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度<室外温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
在步骤(6)或步骤(7)上述步骤中检测回液温度>发热设备设定制冷温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
(8)如步骤(7)检测环境温度持续半小时≤15℃，转入步骤(3)的操作；如步骤(7)检测环境温度不能持续半小时≤15℃，持续步骤(7)的操作。

Claims (4)

1.一种移动式液冷车，其特征在于：液冷车包括载车、运输底盘、方舱、顶盖、隔板、舱门、管路支架、电控箱、进液管、出液管、三通切换阀、常规换热器、热水箱、冷水箱、加热器、供液泵、内循环泵、板式换热器、压缩机、冷凝器和风机，载车牵引连接运输底盘，方舱设置于运输底盘上，方舱内经隔板分隔成方舱前部和后部，方舱前部内左、右对称设有两只内循环泵，两只板式换热器、两只冷凝器和四只压缩机，常规换热器呈环绕方舱前部侧壁与方舱外连通结构，两只冷凝器呈环绕方舱前部侧壁与方舱外连通结构，方舱前部顶端设有可移动打开的顶盖和两只以上风机，风机设置于顶盖内；方舱后部后侧设有舱门，方舱后部设有靠近舱门的管路支架，连通外部发热设备的进液管和出液管设置于管路支架上，方舱后部内设有热水箱、冷水箱、两只供液泵和电控箱，热水箱内设有加热器；进液管连接三通切换阀一端，三通切换阀另一端连通热水箱，三通切换阀第三端经常规换热器连通热水箱，热水箱与冷水箱溢流连通，冷水箱分别经两只内循环泵连通至两只板式换热器的冷却液进口，两只板式换热器的冷却液出口连通冷水箱，板式换热器的制冷出口依次经压缩机、冷凝器连通各自的制冷进口，冷水箱经两只并联连接的供液泵连接出液管；电控箱连接三通切换阀、加热器、内循环泵、压缩机、风机和供液泵。
2.根据权利要求1所述的一种移动式液冷车的供冷方法，其特征在于：该液冷车的供冷方法为：
(1)电控箱开机，方舱顶盖打开；
(2)检测热水箱内液体温度，如液体温度≤5℃时，电加热工作至液体温度升至>15℃，电加热停止工作；如液体温度>15℃时，检测液冷车环境温度；
(3)如步骤(2)检测液冷车环境温度≤15℃时，压缩机、风机不运行，三通切换阀切换连通进液管和热水箱，回液由发热设备经进液管送至热水箱，在热水箱内溢流至冷水箱，由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，发热设备再次送出回液完成回液循环，检测发热设备送出的回液温度；
(4)如步骤(3)检测回液温度<发热设备设定制冷温度，压缩机、风机不运行，持续步骤(3)回液循环，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度;
(5)如步骤(3)检测回液温度>发热设备设定制冷温度或步骤(4)回液温度升温>发热设备设定制冷温度，压缩机不运行，风机运行，提高常规换热器与外部环境换热效率冷却回液，回液依次经热水箱、冷水箱、供液泵由出液管送至发热设备，检测液冷车环境温度；
(6)如步骤(5)检测液冷车环境温度≤15℃,持续步骤(5)的操作;如步骤(5)检测液冷车环境温度>15℃或步骤(2)检测液冷车环境温度>15℃，检测回液温度；
(7)如步骤(6)检测回液温度<发热设备设定制冷温度,检测室外温度：
如室外温度<回液温度<发热设备设定制冷温度-2℃，或回液温度<室外温度<发热设备设定制冷温度-2℃，在回液温度升温至发热设备设定制冷温度-2℃时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度-2℃<室外温度<发热设备设定制冷温度, 在回液温度升温至室外温度时，适当打开三通切换阀进入常规换热器的回液流量，确保在回液温度升温至发热设备设定制冷温度时间内，三通切换阀完全连通常规换热器使回液完全经常规换热器送至热水箱，最终回液温度升温>发热设备设定制冷温度; 
如发热设备设定制冷温度<室外温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
在步骤(6)或步骤(7)上述步骤中检测回液温度>发热设备设定制冷温度, 压缩机、风机运行，回液由发热设备经常规换热器、进液管送至热水箱，回液由热水箱溢流至冷水箱，回液由内循环泵抽至板式换热器经压缩机制冷换热后送回冷水箱，冷却后回液由冷水箱经供液泵、出液管送回发热设备，持续检测液冷车环境温度；
(8)如步骤(7)检测环境温度持续半小时≤15℃，转入步骤(3)的操作；如步骤(7)检测环境温度不能持续半小时≤15℃，持续步骤(7)的操作。
3.根据权利要求2所述的一种移动式液冷车供冷方法，其特征在于：所述风机和压缩机的开启数量随回液温度与发热设备设定制冷温度差值选择。
4.根据权利要求3所述的一种移动式液冷车供冷方法，其特征在于：所述供液泵的开启数量根据所需供冷流量选择。
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